Проетирование станочного приспособления

 

 

                                     Введение

 

    Фасонные резцы  – это инструмент, режущие кромки которого имеют форму, зависящую от формы профиля обрабатываемой детали.

    Фасонные резцы  применяются в качестве основного  вида режущего инструмента для обработки фасонных деталей в массовом и серийном производстве

     По форме  и конструкции фасонные резцы  делятся на круглые, призматические и стержневые.

     Призматические и стержневые фасонные резцы применяют для обработки наружных фасонных поверхностей.

     Стержневые  фасонные резцы являются наиболее  простыми по конструкции, дешевы  в изготовлении, но допускают  небольшое количество проточек. Поэтому стержневые резцы целесообразно  применять для изготовления небольших  партий деталей.

     Призматические фасонные резцы сложнее по конструкции, чем стержневые, но допускают значительно большее число переточек. Количество допускаемых резцами переточек определяется высотой резцов. Поэтому высоту резцов делают возможно большей, предел которой определяется возможностью закрепления резцов в державках и трудностью изготовления длинных фасонных поверхностей. Преимуществом призматических фасонных резцов являются: высокая жесткость крепления; высокая точность обработки фасонных поверхностей большой длины.

     Призматические фасонные резцы применяют на станках – автоматах, где по конструкции нельзя применить круглые фасонные резцы.

     Круглые  фасонные резцы применяют для  обработки не только наружных, но и внутренних фасонных поверхностей. Они в отличие от призматических фасонных резцов более технологичны в изготовлении и допускают большее число переточек. В связи с этим, круглые фасонные резцы получили наибольшее распространение.

     К недостаткам  круглых фасонных резцов следует  отнести:

     -меньшая  жесткость крепления: в связи с этим их применяют для обработки изделий с меньшими глубинами профиля, чем призматические резцы;

     -резкое  уменьшение переднего угла по  мере приближения режущей кромки  к оси резца: что приводит к ухудшению процесса обработки ими глубоких профилей.

     Данные  недостатки обусловили применение  круглых фасонных резцов для  обработки изделий с глубиной  профиля не более 25 мм.

   

 

 

 Фасонные резцы  работают в трудных условиях, так как все режущие кромки  одновременно вступают в резание  и создают большие усилия резания. Применение фасонных резцов не требует высокой квалификации рабочего, а точность обрабатываемых деталей обеспечивается конструкцией самого резца. Тщательно рассчитанные и точно изготовленные фасонные резцы при правильной установке их на станках обеспечивают высокую производительность, точную форму и размеры обрабатываемых деталей. Точность изготовления деталей фасонными резцами может быть достигнута до  9-12 квалитетов точности.

    Сказанное  выше требует от проектировщика  проведение многовариантных

расчетов с варьированием  различных параметров в широких  пределах и повышенной точности получаемых результата

 Протягивание является высокопроизводительным и сравнительно точным способом обработки материалов резанием, применяемым обычно для окончательного получения отверстий и наружных поверхностей различной формы.

Обработка протягиванием  производительнее  других процессов Протягивание является высокопроизводительным и сравнительно точным

способом обработки материалов резанием, применяемым обычно для окончательного получения отверстий и наружных поверхностей различной формы.

Обработка протягиванием  производительнее  других процессов  обработки металлов резанием (до 750 – 1000 заготовок в смену). Это связано

 со специфическими особенностями процесса протягивания по сравнению с другими процессами обработки материалов резанием [8]:

 

– срезание заданного припуска производится большим числом зубьев, имеющих значительную длину лезвий;

– за один ход протяжкой осуществляется комбинированная обработка черновыми, чистовыми и калибрующими зубьями.

Протягивание широко используется не только в массовом и крупносерийном производстве. Его  применение является рентабельным также и при малых сериях, насчитывающих:

– до 200 деталей в год с круглым отверстием;

– до 50 деталей в год с фасонным отверстием.

Протягиванием сравнительно легко достигается получение 7–9 квалитетов точности и шероховатость обработанной поверхности Ra 2,5–0,32 мкм.

Протяжки, применяемые  в современном машиностроении, разделяются  в основном на два вида [5, 6, 7]:

 

 

 

 

– внутренние, которыми обрабатываются отверстия самой различной формы (замкнутые контуры);

– наружные, используемые для обработки наружных поверхностей (незамкнутые контуры).

Протяжки для обработки  отверстий можно по форме обрабатываемых отверстий разделить на следующие виды [5, 6, 7]: круглые, шлицевые (прямобочные, эвольвентные, спиральные и остроугольные), многогранные (квадратные, шестигранные и т.д.), комбинированные .

Кроме этого, протяжки разделяются  по схеме протягивания: одинарная и групповая (или прогрессивная).

Создание протяжного инструмента обуславливает повышенные требования по прочности и точности.

со специфическими особенностями процесса протягивания по сравнению с другими процессами обработки материалов резанием [8]:

– срезание заданного припуска производится большим числом зубьев, имеющих значительную длину лезвий;

– за один ход протяжкой осуществляется комбинированная обработка черновыми, чистовыми и калибрующими зубьями.

Протягивание широко используется не только в массовом и крупносерийном производстве. Его применение является рентабельным также и при малых сериях, насчитывающих:

– до 200 деталей в год с круглым отверстием;

– до 50 деталей в год с фасонным отверстием.

Протягиванием сравнительно легко достигается получение 7–9 квалитетов точности и шероховатость обработанной поверхности Ra 2,5–0,32 мкм.

Протяжки, применяемые  в современном машиностроении, разделяются  в основном на два вида [5, 6, 7]:

– внутренние, которыми обрабатываются отверстия самой различной формы (замкнутые контуры);

– наружные, используемые для обработки наружных поверхностей (незамкнутые контуры).

Протяжки для обработки  отверстий можно по форме обрабатываемых отверстий разделить на следующие виды [5, 6, 7]: круглые, шлицевые (прямобочные, эвольвентные, спиральные и остроугольные), многогранные (квадратные, шестигранные и т.д.), комбинированные.

Кроме этого, протяжки разделяются по схеме протягивания: одинарная и групповая (или прогрессивная).

Создание протяжного инструмента обуславливает повышенные требования по прочности и точности.

 

 

     

1.Определения профиля фасонных резцов.

  

 Профиль фасонного  резца можно определить двумя  основными методами: аналитическим  и графическим.

    Графический  метод определения профиля фасонного  резца выполняется по правилам проекционного черчения. Преимуществом графического метода является наглядность, недостатком - низкая точность, связанная с неточностью графических построений.

    Аналитический  метод расчета профиля фасонного  резца сводится к решению элементарных треугольников. Преимуществом аналитического метода является высокая

точность (до 0,0001 мм) в  определении размеров профиля резца, недостатком – громоздкость вычислений, особенно для криволинейных поверхностей.

    Целесообразно  вести определение профиля фасонных резцов обоими методами и сравнить полученные результаты, расхождение которых не должно превышать 10-15%.

 

       1.1 Определение профиля круглых фасонных резцов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1

 

 

1.1.1      Графический метод определения профиля (рис 1.2.)

1.1.2     Определение величины переднего (γ  , град.) и заднего ( α, град.) углов лезвия резца: по таблице 1.γ=15º, α=12º

 1.1.3.    Построение профиля детали:

     а)проводятся ось ОО и линии ММ от которых откладываются соответствующие размеры r_1-2=20 мм, r_3-4=32,5мм, r_5-6=35мм, r_7-8=28,5мм, r =30мм

    б) отмечаются узловые точки 1,2,3,4,5,6,7, местах перепадов радиусов профиля детали.

1.1.3.1. Построение проекции детали на плоскость, перпендикулярную к оси ОО детали:

      а) полученные узловые точки профиля детали проектируются на ось О’О’, и получаем точки 1’,2’,3’,4’,5’,6’,7’.

       б)  из цента О через точки 1’,2’,3’,4’,5’,6’,7’’ проводятся окружности соответствующих радиусов r_2-3=45мм, r_4-5=50мм, r_6-7=60мм, r₁=38мм

1.1.3.2.Определение центра круглого резца:

         а) через точку 1’-2’ под углом γ=15º к оси О’О’ проводится след передней поверхности резца;

        б) через точку 1’- 2’ под углом α = 12º к оси О’О’;

        в) на расстоянии К = 4 мм от точки 1’- 2’ проводится линия В₁В₁ перпендикулярная к оси О’О’

        г) из точки В, являющейся  пересечением линии В₁В₁ и следа передней поверхности, проводится биссектриса угла ω, определяемого данными линиями;

        д) точка  О₁ пересечения биссектрисы и линии идущей под углом α, является центром круглого резца.

1.1.3.3.Определение радиусов круглого резца:

        а) на пересечении  следа передней поверхности резца  и окружностей радиусами 

r_2-3=45мм, r_4-5=50мм, r_6-7=60мм, r₁=38мм профиля детали отмечаются точки   А_2-3, А_4-5, А_6-7, А₁

         б) радиусы резца r_2-3, r_4-5, r_6-7, r₁ получаются соединением точек

А_2-3, А_4-5, А_6-7, А₁ с центром О₁ резца;

         в) из центра О₁ через точки А_2-3, А_4-5, А_6-7, А₁ проводятся окружности соответствующих радиусов R_2-3, R_4-5, R_6-7, R_1;

           г)конструктивные размеры резца определяются по таблице 2.

1.1.3.4. Построения профиля круглого резца в радиальном сечении:

а) на пересечении линии О₁О₂ походящую через центр О₁ резца и окружностей радиусов R_2-3, R_4-5, R_6-7, R_1; резца отмечаются точки  А_2-3, А_4-5, А_6-7, А₁

 

 

 

          б) полученные точки  А_2-3, А_4-5, А_6-7, А₁ проектируются на соответствующие линии, проведенные через узловые точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 профиля детали параллельно линии ММ;

          в) профиль круглого резца в радиальном сечении получается путем последовательного соединения точек 1’’, 2’’, 3’’, 4’’, 5’’, 6’’, 7’’, , являющихся

результатом проекции точек   B_2-3, B_4-5, B_6-7, B₁   и рядом дополнительных построений (см. рис. 1.1)  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Рисунок 1.1

 

 

    1.2 Аналитический метод расчета профиля.

    1.2.1.1 Величина переднего (γ, град.)  и заднего (α, град) угла лезвия резца определяется по таблице 1.γ = 12º, α = 12º.

   1.2.1.2 Размеры дополнительных режущих кромок выбирают по следующим данным:

   1.2.1.3  Ширина режущей кромки (b,мм) предназначенной для протачивания канавки под отрезания, b = 5мм.

   1.2.1.4   Ширина  перекрытия режущей кромки b₁ = 1.5 мм, предназначенной для протачивания канавки под отрезания:

   1.2.1.5 Величина угла режущей кромки φ = 10º, предназначенной для протачивания канавки под отрезания:

   1.2.1.6   Ширина упрочняющей режущей кромки а = 5 мм :

1.2.7 Общая ширина резца вдоль оси заготовки:

                         L_p = b₁ + b + I_д + I_ф + c + a,

где I_д – длина детали, мм:

       I_ф – ширина фаски, мм:

 L_р = 1.5 + 5 + 75 + 5 = 86.5 мм.

 

 L₁ = L_p / 4, мм;

 

L₁ = 86.5 / 4 =21,5 мм;

 

L = L_p – L_1, мм;

 

L = 86.5 – 21,5 = 65 мм;

 

L₂ = ¼ * L, мм;

 

L₂ = ¼ * 65 = 16 мм.

 

1.2.1.7 Наибольшая глубина профиля детали определяется по формуле:

                                           t_max  = r_max - r_min

 

где r_max  - наибольший, из заданных радиус окружности профиля детали, мм

       

    r_min - наименьший, из заданных радиус окружности профиля детали, мм

  

      t_max = 30 – 19 = 11 мм.

 

 

 

 

1.2.1.8  Габаритные и конструктивные размеры резца определяются в зависимости от наибольшей глубины профиля детали

     - рзмеры D,  d,  d_1,  K , r , d_2,    I_{3 ,} (мм) определяются по таблице 2: D=70 мм,                 d=22 мм, d₁=34 мм, K=4 мм, r = 2 мм, d₂=42 мм, I₃=4 мм.